11线路工程测量

普通高等学校土木工程专业精编系列规划教材土木工程测量主编王晓明殷耀国目录1绪论2水准测量3角度测量4距离测量5坐标测量6地形图基本知识7地形图测绘目录8地形图的应用9工程放样的基本工作10建筑工程测量11线路工程测量12桥梁工程测量13地下工程测量14变形测量目录下页上页11线路工程测量目录下页上页内容提要能力要求本章主要内容包括线路工程控制测量、线路中线测量、线路纵横断面测量、道路施工测量、线路竣工测量等内容。本章的教学重点为中线测量、线路纵横断面测量、道路施工测量等。教学难点为圆曲线、缓和曲线测设要素的计算、主点测设方法及详细测设的方法与计算公式；水准中平测量方法；路线纵断面图绘制及其分析等。通过本章学习，学生能够基本掌握路线测量的过程、内容及要求，能够完成一般线路的控制测量、中线测量、纵横断面测量、线路施工测量和线路的竣工测量等工作。11.1概述11.2线路工程控制测量11.3线路中线测量11.4线路纵横断面测量11.5线路工程施工测量11.6线路竣工测量◎习题与思考题目录下页上页11线路工程测量线路工程是指长宽比很大的工程，包括公路、铁路、运河、供水明渠、输电线路、各种用途的管道工程等。为各种线路工程建设过程中所进行的测量工作称为线路工程测量，简称线路测量。目录下页上页§11.1概述线路测量的基本过程一般包括四个阶段：（1）规划选线阶段（2）线路工程的勘测设计阶段（3）线路工程的施工放样阶段（4）工程竣工运营阶段的监测目录下页上页§11.1概述线路的平面控制应采用GPS测量、导线测量、三角测量和三边测量等方法进行，并靠近线路贯通布设。目录下页上页§11.2线路工程控制测量平面控制测量§11.2.1目录下页上页§11.2线路工程控制测量线路的高程控制测量，又称基平测量。主要是沿线路方向建立高程控制点，一般采用水准测量或电磁波测距三角高程测量方法，并靠近线路布设。目录下页上页高程控制测量§11.2.2高速公路和一级公路的高程控制测量应布设成附合路线，一般采用四等水准测量，四等水准测量的闭合差限差为平原、微丘区，重丘、山岭区或，铁路、二级及以下等级公路的高程控制测量的主要技术要求应符合表11-3的规定。20L6n25L目录下页上页高程控制测量§11.2.2光电测距三角高程测量的主要技术要求应符合表11-4的规定，观测的主要技术指标应符合表11-5的规定。目录下页上页高程控制测量§11.2.2线路工程的中心线由直线和曲线构成。目录下页上页§11.3线路中线测量11.3.1.1根据地物交会定点DAJD(P)B图11-3根据导线点坐标和交点坐标测设交点JDba图11-2根据地物交会定点c目录下页上页§11.3.1交点的测设利用坐标的反算计算出相关的测设数据，按极坐标法、距离交会法、角度交会法等测设交点；或直接用全站仪测设出交点的实际位置。()()arctanpapapaappaAJDABDxxyyyyxx目录下页上页11.3.1.2根据导线点的坐标和交点的设计坐标测设交点11.3.1.3穿线交点法该方法的主要步骤为：放点、穿线、交点放点目录下页上页(2)穿线采用目估法或经纬仪视准法，通过比较和选择，定出一条尽可能多的穿过或靠近临时点的直线AB。AB图11-7穿线1P2P3P4P目录下页上页(3)交点当两条相交的直线AB、CD在地面上确定后，即可延长直线进行交会定交点。ADdbBCJDac图11-8交点abdc目录下页上页11.3.2.1在两交点间设转点ZD图11-9在两交点间设转点6JD6JD6JD'6JD6JDfaeb'ZDZDaefab目录下页上页§11.3.2转点的测设11.3.3.1路线转角的测定=180-右=-180左当β180°时，为右转角，有：当β180°时，为左转角，有：目录下页上页§11.3.3路线转角的测定及分角桩的设置11.3.3.2分角桩的设置若2个方向的水平度盘读数分别为a、b，则：分角线方向水平度盘读数为。目录下页上页路线转角的测定及分角桩的设置§11.3.3线路交点、转点测定后，确定了线路的方向与位置，但仍不能满足后续设计和施工的需要，还需要从线路起点开始，沿线路方向以一定的距离在地面上设置一些桩来标定中心线位置和里程，称为线路里程桩（或称中桩、中线桩），里程桩分为控制桩、整桩和加桩。目录下页上页§11.3.4里程桩的设置第十一章线路工程测量目录下页上页§11.3.4里程桩的设置线路工程的中心线由直线和曲线构成，曲线又由圆曲线和缓和曲线组成。曲线的形式较多，其中，转弯处只设置圆曲线的曲线是最基本的平面曲线，简称单圆曲线。目录下页上页§11.3.5单圆曲线的测设11.3.5.1单圆曲线主点要素及桩号计算切线长：曲线长：外矢距：切曲差：tan2TR180RL(sec1)2ER2DTL目录下页上页11.3.5.1单圆曲线主点要素及桩号计算单圆曲线主点桩号的计算及检核如下：ZY桩号=JD桩号-TQZ桩号=ZY桩号＋L/2YZ桩号=QZ桩号＋L/2=ZY桩号＋LJD桩号=QZ桩号＋D/2（检核）目录下页上页11.3.5.2主点测设（1）测设曲线起点(ZY)在JD点安置经纬仪，后视相邻交点或转点方向，自JD点沿视线方向量取切线长T，定出ZY点，量取ZY点至最近一个直线桩的距离，与两桩号之差进行比较，不应超过限值，则打下曲线起点桩ZY。（2）测设曲线终点(YZ)经纬仪照准前视相邻交点或转点方向，自JD点沿视线方向量取切线长T，打下曲线终点桩YZ。但需要往返测量T进行核对。（3）测设曲线中点(QZ)沿测定路线转角时所测定的分角线方向，量外距E，打下曲线中点桩QZ。目录下页上页11.3.5.3圆曲线的详细测设当地形变化不大、曲线长度小于40m时，测设曲线的三个主点已能满足设计和施工的需要。如果曲线较长，地形变化大，则除了测定三个主点以外，还需要按照一定的桩距，在曲线上测设整桩和加桩。曲线点的间距：一般规定，R≥150m时，间隔20m设一曲线桩；50m≤R150m时，间隔10m；R50m时，间隔5m设一曲线桩。目录下页上页11.3.5.3圆曲线的详细测设按相同桩距在曲线上设桩，通常有两种方法。整桩号法:即将曲线上靠近ZY点的第一个桩的桩号凑整成的倍数的整桩号，然后按连续向YZ点设桩。这样设桩均为整桩号。整桩距法:即从曲线ZY点和YZ点开始，分别以桩距连续向QZ点设桩。这样设桩均为零桩号，应注意加设百米桩和公里桩。中线测量中一般采用整桩号法。目录下页上页11.3.5.3圆曲线的详细测设（1）偏角法①长弦偏角法329022sin24iiiiiiiilRcRlclR或展开为目录下页上页11.3.5.3圆曲线的详细测设（1）偏角法②短弦偏角法11121314111129023......(2)nnnlRn2290lR90lR11222sin2sin2sinlRlRlR目录下页上页【典型例题】【例11.1】已知一圆曲线的半径R=150m，曲线起点桩号为K4+075.88，曲线终点桩号为K4+171.18，桩距为20m，用短弦偏角法偏角法测设圆曲线细部点（转角为右转角）。（采用整桩号法设桩）目录下页上页解：计算各点的测设数据见表目录下页上页步骤：A、在ZY点置镜，照准切线方向，并使度盘读数为零；B、拨偏角0°47′14″，沿视线方向自ZY点起量取4.120m得曲线上点；C、拨偏角4°36′32″，沿视线方向自点起量取19.985m得曲线上点；D、同法可测设出其余各点，直至曲线中线，并与校核其位置；E、将仪器搬至曲线另一端，设置另一半，此时要注意拨角方向与前半曲线相反。目录下页上页11.3.5.3圆曲线的详细测设（2）切线支距法（直角坐标法）测设圆曲线切线支距法，实质为直角坐标法。如图11-17所示，它是以ZY或YZ为坐标原点，以ZY（或YZ）的切线为x轴，切线的垂线为y轴。x轴指向JD，y轴指向圆心O。根据曲线上各点（x，y）测设曲线。目录下页上页11.3.5.3圆曲线的详细测设（2）切线支距法（直角坐标法）测设圆曲线为曲线上欲测设的点位，其坐标计算如下：isin(1cos)180iiiiiixRyRlR目录下页上页（2）切线支距法（直角坐标法）测设圆曲线目录下页上页具体步骤：①根据曲线加桩的详细计算资料，用钢尺从ZY点（或YZ点）向JD方向量取、…等横距，得垂足、…等点，用测钎作标记。②在各垂足点、…等处，依次用方向架（或经纬仪）定出ZY点（或YZ点）切线的垂线，分别沿垂线方向量取、…等纵距，即得曲线上各加桩点。③检验方法：用上述方法测定各桩后，丈量各桩之间的弦长进行校核。如不符或超过容许范围，应查明原因，予以纠正。11.3.5.3圆曲线的详细测设（3）全站仪法当用全站仪测设圆曲线时，仪器可安置在附近已知坐标点或未知坐标的点上，操作极为简便。具有测设速度快、精度高、使用方便灵活的优点。这种方法首先得算出预测设点在某坐标系下的坐标。若在已知点上安置仪器，只需后视另外一已知点，输入待测设点坐标，即可开始测设。若未知点上架设仪器，称为全站仪自由设站测设，具体操作：首先建立一个坐标系，可以局部坐标系也可以整个路线的统一坐标系。如可以按切线支距法的方法计算出圆曲线上各点的坐标，然后在合适的位置自由选择一点O，在O点安置全站仪，按全站仪内置程序，后视ZY、QZ、JD、YZ等点，测出O点坐标，即可按全站仪极坐标法或全站仪坐标法测设出圆曲线细部点。目录下页上页11.3.6.1缓和曲线的概念及公式rlxy2rlCArl回旋线的公式为：—回旋线上任意一点的曲率半径；—回旋线上任意一点到曲线起点的曲线长；A—回旋线参数。目录下页上页§11.3.6带缓和曲线的平曲线测设11.3.6.2带缓和曲线的平曲线要素计算带缓和曲线的平曲线基本组成是：直线—回旋线—圆曲线—回旋线—直线，而且通常圆曲线两端是对称的。目录下页上页§11.3.6带缓和曲线的平曲线测设切线增值内移值平曲线总长最大缓和曲线角度切线总长外距校正值11.3.6.2带缓和曲线的平曲线要素计算32()2240SSLLqmR0(2)2()180SLRLm028.6479()2sSLLRR224SLpR()()2TRptgqm()sec()2ERpRm2()JTLm§11.3.6带缓和曲线的平曲线测设11.3.6.3带缓和曲线的平曲线主点桩号计算ZHJDHYZHQZZH2YHZHHZYHJDQZ()2sssTLLLLLJ桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号桩号检核目录下页上页§11.3.6带缓和曲线的平曲线测设【典型例题】【例11.2】已知平原区某二级公路有一弯道，偏角α右=15°28′30″，半径R=600m，缓和曲线长度Ls=70m，JD=K2+536.48。要求：计算曲线主点里程桩号。目录下页上页解：①曲线要素计算223322700.3402424600707034.99622402240600152830()(6000.340)34.996116.56522(152830)60070232.054180180152830()sec(6000.340)sec60022LspRLsLsqRTRptgqtgLRLsERpR5.865J=2T-L=2116.565-232.054=1.076目录下页上页②主点里程桩号计算：以交点里程桩号为起算点：2536.48116.5652419.9152419.91570K2+4